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  • 發布時間:2017-12-21 09:30 原文鏈接: 我國學者在植物甲基腺嘌呤動態可逆調控研究取得進展

      在國家自然科學基金項目(項目編號:21432002,21372022,21210003)等資助下,北京大學化學與分子工程學院何川/賈桂芳課題組在高等植物N6-甲基腺嘌呤(m6A)動態可逆調控的研究中取得重要進展。

    N6-甲基腺嘌呤去甲基酶ALKBH10B通過m6A介導調控擬南芥開花轉化機理

      研究成果以“ALKBH10B is An RNA N6-Methyladenosine Demethylase Affecting Arabidopsis Floral Transition”(ALKBH10B是影響擬南芥成花轉換的N6-甲基腺嘌呤去甲基酶)為題,于2017年11月27日在The Plant Cell(《植物細胞》)在線發表,論文鏈接:http://www.plantcell.org/content/early/2017/11/27/tpc.16.00912。

      N6-甲基腺嘌呤(m6A)是mRNA上最豐富的修飾,遍布于真菌、動物以及植物當中。在哺乳動物中,N6-甲基腺嘌呤由甲基轉移酶復合物引入,由去甲基酶(FTO,ALKBH5)去除,并由N6-甲基腺嘌呤結合蛋白識別并發揮功能。在高等植物中,人們對這一轉錄后修飾的詳細研究主要集中于甲基轉移酶復合物。然而,m6A在高等植物中是否動態可逆的一直沒有確切的結論。該課題組充分利用其在m6A去甲基酶領域的研究經驗,對這一懸而未決的問題進行探索。通過序列比對,找到擬南芥中N6-甲基腺嘌呤修飾潛在的去甲基酶ALKBH10B,著重研究它的去甲基功能及其在擬南芥生命活動中的調控作用。首先,體外表達純化的ALKBH10B蛋白對單鏈短RNA和全長的擬南芥mRNA都有明顯的m6A去甲基活性,ALKBH10B的去甲基功能影響擬南芥mRNA的m6A水平,ALKBH10B缺失導致顯著的晚花表型。在ALKBH10B的T-DNA插入突變體中,FT基因mRNA的甲基化水平升高;而相應地,其mRNA穩定性也較野生型Columbia-0更低,最終導致FT的mRNA水平在突變體中顯著低于野生型。同樣,FT上游的SPL3和SPL9也在突變體中也有更高的mRNA甲基化水平,更快的mRNA降解和更低的mRNA水平。由此確證ALKBH10B通過影響FT,SPL3和SPL9影響擬南芥的成花誘導。此外,研究人員分別對野生型和ALKBH10B突變體進行RNA-seq和m6A-IP-seq。測序結果表明,ALKBH10B廣泛影響了擬南芥mRNA的甲基化譜。對覆蓋突變體中高、低甲基化peaks基因的功能注釋顯示,ALKBH10B缺失影響的基因功能與所觀察到的alkbh10b-1突變體表型相吻合(見圖)。

      自人體中第一個N6-甲基腺嘌呤去甲基酶FTO的發現起,這一RNA轉錄后修飾得到越來越廣泛的研究。上述工作確證在高等植物中N6-甲基腺嘌呤同樣是動態可逆的,揭示高等植物生命活動調節中一個尚不為人所知的層面,也為植物化學生物學研究RNA表觀遺傳學提供新的范式。

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